专利名称：超疏水织物或超疏水无纺布,及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超疏水织物或超疏水无纺布，本发明还涉及所述的疏水织物或超疏水无纺布的制备方法。
背景技术：
超疏水是指水在材料表面的接触角超过150度，许多植物的叶子和花瓣、昆虫的翅膀、鸟类的羽毛等均为天然超疏水材料，是自然界存在的一种有趣的现象。研究表明，超疏水材料的表面不仅具有较低的表面能，并且具有微纳尺度的粗糙结构。根据这一机理，人们开始制备人造超疏水材料，特别是超疏水纺织品，它具有透气防水的特性，有望在许多领域得到应用。然而，通过常规方法制备的超疏水纺织品的稳定性，特别是耐洗涤性，距离实际使用还有一定的差距，成为超疏水材料制备的一个瓶颈问题。而辐照接枝法是一种对高分子材料有效地进行接枝改性的方法，辐射源可以是来自钴60、铯137等放射性同位素，或来自电子加速器、X光机及紫外线装置等机器。按照操作步骤又可将其分为共辐照接枝法和预辐照接枝法两种。共辐照接枝法的一般步骤为先将待改性材料与单体溶液放置在一个密闭容器中，向溶液中通氮气一段时间除去反应溶液中的氧气后，在辐射源中辐照至一定剂量引发接枝聚合，然后将辐照接枝后的材料取出，将均聚物洗净后即得接枝材料。而预辐照接枝法的步骤通常为将待改性材料在空气或氮气气氛下在辐射源中辐照至一定剂量后，取出放入盛有单体溶液的玻璃容器中，向玻璃容器中充入氮气除去氧气后密封反应体系，加热至一定温度并反应一段时间后取出接枝后的材料， 将均聚物洗净后即得接枝改性材料。现有的超疏水材料的制备方法中常见的是通过将纳米材料涂覆在材料表面或在材料表面接枝含氟单体，但对前者而言，其超疏水特性不耐洗涤(洗涤数次后即丧失超疏水特性)，而对后者而言，由于含氟单体本身具有毒性，因此使用范围具有局限性，并且由于含氟单体的价格比较昂贵，导致生产成本居高不下，也限制了其应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的超疏水织物或超疏水无纺布制备工艺复杂、改性效果持续时间短、不耐洗涤、具有一定毒性以及成本高等缺陷，提供了一种耐洗涤，并具有永久超疏水性的织物或无纺布，及其制备方法。本发明通过预辐照或共辐照接枝法赋予织物或无纺布超疏水表面，使得制备得到的超疏水织物或无纺布具有耐洗涤的、持久的超疏水性能。并且由于采用的单体为非氟类单体，具有毒性低和成本低等优点， 有利于大规模的工业化生产。本发明提供了一种超疏水织物或超疏水无纺布的制备方法，其包括下述步骤将含C-H键的织物或含C-H键的无纺布，与含长链烷烃单体进行辐照接枝反应，得超疏水织物或超疏水无纺布；其中，所述的含长链烷烃单体为通式(1)所示的化合物
权利要求
1.一种超疏水织物或超疏水无纺布的制备方法，其特征在于其包括下述步骤将含 C-H键的织物或含C-H键的无纺布，与含长链烷烃单体进行辐照接枝反应，得超疏水织物或超疏水无纺布；其中，所述的含长链烷烃单体为通式(1)所示的化合物
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的辐照接枝反应采用共辐照接枝反应方法或预辐照接枝反应方法进行所述共辐照接枝反应方法包括下述步骤在醇或醇的水溶液中，在无氧条件下，对所述含C-H键的织物或含C-H键的无纺布以及所述含长链烷烃单体进行辐照，得超疏水织物或超疏水无纺布；所述预辐照接枝反应方法包括下述步骤辐照所述含C-H键的织物或含C-H键的无纺布，得经预辐照的含C-H键的织物或经预辐照的含C-H键的无纺布；在醇或醇的水溶液中， 在无氧条件下，加热所述经预辐照的含C-H键的织物或经预辐照的含C-H键的无纺布以及所述含长链烷烃单体从而进行接枝反应，得超疏水织物或超疏水无纺布。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述醇为甲醇、乙醇和丙醇中的一种或多种；和/或所述含长链烷烃单体的质量占醇溶液质量的2-50%，较佳地为10-40% ； 所述醇溶液指所述醇或所述醇的水溶液与所述含长链烷烃单体共同组成的溶液。
4.如权利要求1 3中任一项所述的制备方法，其特征在于所述含C-H键的织物为含C-H键的合成纤维织物、含C-H键的天然纤维织物或含C-H键的合成纤维与含C-H键的天然纤维混配的织物；所述含C-H键的无纺布为由含C-H键的合成纤维和/或由含C-H键的天然纤维制成的无纺布。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述的含C-H键的合成纤维包括含有 C-H键的疏水性高分子合成纤维，所述高分子为下述中的一种或多种聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酮、聚丙烯腈、涤纶、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯；所述高分子的重均分子量较佳地为20万-100万，更佳地为30万-60万；所述含C-H键的天然纤维包括棉纤维和/或麻纤维。
6.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述含C-H键的织物或含C-H键的无纺布与所述醇溶液的重量/体积比为1 5-1 50g/ml。
7.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于所述辐照接枝反应中使用的辐照源为6°Co钴源；所述钴源的辐照剂量较佳地为lkGy-50kGy，更佳地为5_25kGy，最佳地为 5kGy-15kGy。
8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于在所述预辐照接枝反应中，所述的反应温度为60-95°C，较佳地为65-85°C;所述预辐照接枝反应的反应时间为0. 5-6小时，较佳地为1-3小时。
9.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于在进行所述辐照接枝反应之前，对所述含C-H键的织物或含C-H键的无纺布进行下述步骤的预处理将所述含C-H键的织物或含C-H键的无纺布依次在乙醇和水中超声清洗3分钟后真空干燥至恒重即可；在所述辐照接枝反应结束后，按下述步骤进行后处理取出所述的超疏水织物或超疏水无纺布，以丙酮或丁酮为溶剂，在索氏提取器中抽提72小时以上去除均聚物，真空干燥至恒重，即可。
10.由权利要求1 9中任一项所述的制备方法制得的超疏水织物或超疏水无纺布。
全文摘要
本发明提供了一种超疏水织物或超疏水无纺布的制备方法，其包括下述步骤将含C-H键的织物或含C-H键的无纺布，与含长链烷烃单体进行辐照接枝反应，得超疏水织物或超疏水无纺布；所述的含长链烷烃单体为通式(1)所示的化合物，X为氢或甲基；n为10-17，较佳地为13-17。本发明克服了现有的超疏水织物或无纺布制备工艺复杂、改性效果持续时间短、不耐洗涤、具有一定毒性以及成本高等缺陷，提供了一种耐洗涤，并具有永久超疏水性的织物或无纺布，及其制备方法。本发明由于采用的单体为非氟单体，具有毒性低，成本低等优点，有利于大规模的工业化生产。通式(1)
文档编号D06M14/18GK102174737SQ201010619389
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者于洋, 李景烨, 李林繁, 蒋海青, 虞鸣, 邓波 申请人:中国科学院上海应用物理研究所